單相橋式全控整流電路-RLE

1、單相橋式全控整流電路設(shè)計(jì)摘要  整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，他的作用是將交流電能變成直流電能供給直流用電設(shè)備。 本文以單項(xiàng)橋式全控整流電路為研究對(duì)象，介紹了單項(xiàng)橋式全控整流電路-RLE的工作原理，介紹了單項(xiàng)橋式全控整流電路的主要環(huán)節(jié)及工作原理，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用PSIM軟件分別對(duì)電路的仿真進(jìn)行了設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)單項(xiàng)橋式全控整流電路的仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，計(jì)算。  關(guān)鍵詞：單項(xiàng)橋式全控整流電路，晶閘管，額定電流，PSIM，波形，仿真設(shè)計(jì)目 錄摘要11 選題背景3 1.1指導(dǎo)思想3 1.2 基本設(shè)計(jì)任務(wù)32 電路設(shè)計(jì)3 2.1 總體方框圖3 2.2原理總圖

2、4 2.3仿真圖4 2.4工作情況分析43 調(diào)試過程及波形圖5 3.1 L1=5mH時(shí)=300和=9005 3.2 L1=500mH時(shí)=300和=90064 計(jì)算數(shù)據(jù)75小結(jié)8參 考 文 獻(xiàn)91 選題背景 在電力電子技術(shù)中，可控整流電路是非常重要的內(nèi)容，整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?，其?yīng)用非常廣泛。工業(yè)中大量應(yīng)用的各種直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速均采用電力電子裝置；電氣化鐵道、電動(dòng)汽車、飛機(jī)、船舶、電梯等交通運(yùn)輸工具中也廣泛采用整流電力電子技術(shù)；各種電子裝置如通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源、大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源都可以利用整流電路構(gòu)成的直流電源供電，可以說有電源的地方就

3、有電力電子技術(shù)的設(shè)備。1.1 指導(dǎo)思想 單相橋式全控整流電路是對(duì)每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，無須用續(xù)流二極管，也不會(huì)失控現(xiàn)象，負(fù)載形式多樣，整流效果好，波形平穩(wěn)，應(yīng)用廣泛。變壓器二次繞組中，正負(fù)兩個(gè)半周電流方向相反且波形對(duì)稱，平均值為零，即直流分量為零，不存在變壓器直流磁化問題，變壓器的利用率也高。1.2 基本設(shè)計(jì)任務(wù) 在充分理解單相橋式全控整流電路工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出單相橋式全控整流電路帶阻感反電勢(shì)（取較小和較大電感量各一個(gè)）負(fù)載時(shí)的電路原理圖，使用PSIM軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電路帶不同負(fù)載的情況下晶閘管取不同的觸發(fā)角（要求=900和900各取一個(gè)角度）進(jìn)行仿真，分別獲得Ud、Id、UVT、IVT、

4、I2波形，并對(duì)所給出的角度計(jì)算上述數(shù)值。要求成果：1）設(shè)計(jì)出合理的整流電路圖 。 2）選擇不同觸發(fā)角度，仿真出波形并作計(jì)算。 3）給出詳細(xì)的仿真過程描述和詳細(xì)的計(jì)算步驟和過程。 2 電路設(shè)計(jì)2.1 總體方框圖圖2-1總體方框圖2.2 原理圖圖2-2原理圖2.3仿真圖圖2-3 仿真圖2-4 工作情況分析在單相橋式全控整流電路中，晶閘管VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，VT2和VT3組成另一對(duì)橋臂。在理想情況下進(jìn)行分析。第一階段：在U2正半波的（0）區(qū)間： 晶閘管VT1、VT4承受正壓，但無觸發(fā)脈沖，處于關(guān)斷狀態(tài)。假設(shè)電路已工作在穩(wěn)定狀態(tài)，則在0區(qū)間由于電感釋放能量，晶閘管VT2、VT3維持導(dǎo)通。第二階

5、段：在U2正半波的t=時(shí)刻及以后：在t=處觸發(fā)晶閘管VT1、VT4使其導(dǎo)通，電流沿電源+VT1RLEVT4電源-流通，此時(shí)負(fù)載上有輸出電壓（Ud=U2）和電流。電源電壓反向加到晶閘管VT2、VT3上，使其承受反壓而處于關(guān)斷狀態(tài)。第三階段：在U2負(fù)半波的（+）區(qū)間：當(dāng)t=時(shí)，電源電壓自然過零，感應(yīng)電勢(shì)使晶閘管VT1、VT4繼續(xù)導(dǎo)通。在電壓負(fù)半波，晶閘管VT2、VT3承受正壓，因無觸發(fā)脈沖，VT2、VT3處于關(guān)斷狀態(tài)。第四階段：在U2負(fù)半波的t=+時(shí)刻及以后：在t=+處觸發(fā)晶閘管VT2、VT3使其導(dǎo)通，電流沿+VT3RLEVT2-流通，電源電壓沿正半周期的方向施加到負(fù)載上，負(fù)載上有輸出電壓（Ud=

6、-U2）和電流。此時(shí)電源電壓反向加到VT1、VT4上，使其承受反壓而變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)。晶閘管VT2、VT3一直要導(dǎo)通到下一周期t=2+處再次觸發(fā)晶閘管VT1、VT4為止。3 調(diào)試過程及波形圖3.1 L1=5mH時(shí)=300和=900取L非常小時(shí)，雖然負(fù)載中有電感使負(fù)載電流不能突變，電桿對(duì)負(fù)載電流起平衡作用，但是L很小，續(xù)流過程很短暫。=300時(shí)Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形為圖3-1-1=900時(shí)Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形為圖3-1-23.2 L1=500mH時(shí)=300和=900當(dāng)取L較大時(shí)，L里面所儲(chǔ)存的能量較多，此時(shí)阻礙中有電桿是負(fù)載電流不能突變，電桿對(duì)負(fù)載電流起平衡作用，負(fù)

7、載電流Id連續(xù)且波形近似為一水平線，U2過零變負(fù)時(shí)，由于電感作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流Id，并不關(guān)斷。=300時(shí)Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形為圖3-2-1=900時(shí)Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形為圖3-2-24 計(jì)算數(shù)據(jù)直流輸出電壓平均值：直流輸出電流平均值： 流經(jīng)晶閘管的電流有效值：流經(jīng)晶閘管的電壓有效值： 變壓器二次側(cè)的電流有效值： 取R1=4，E=50V當(dāng)=300 時(shí)，Ud=171.47v Id=12.147A IVT=8.5A UVT=6.07v I2=12.147A當(dāng)=900 時(shí)，Ud=0v Id=12.147A IVT=8.5A UVT=6.07v I2=12.147A5 小結(jié)經(jīng)過此次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，我的確學(xué)習(xí)了不少東西！之前只是咋愛學(xué)習(xí)課本的理論知識(shí)，時(shí)間畢竟接觸的很少，總感覺不到我們所學(xué)的東西到底有什么使用價(jià)值，而在課設(shè)期間，我才發(fā)現(xiàn)了我們學(xué)習(xí)的理論知識(shí)的價(jià)值和作用，而且通過這次機(jī)會(huì)很好的鞏固了一下理論，使